DE1057003B - Process for the production of ferrites - Google Patents
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Description
Verfahren zur Herstellung von Ferriten Die namentlich in der Schwachstrom- und Hochfrequenztechnik unter der Bezeichnung- Ferrite verwendeten Eisenspinelle, Kristallverbindungen aus Eisen(III)-oxyd und geeigneten Oxyden zweiwertiger Metalle, wie insbesondere Nickel- und Zinkoxyd, gegebenenfalls auch Kupfer-, Cadmium-, Magnesium-, Mangan-, Blei- und Kobaltoxyd, werden dadurch hergestellt, daß man Gemische sehr reinen aktiven Eisen-(III) -oxyds oder Oxydhydrats mit Oxyden, Hydroxyden, Carbonaten oder Salzen anderer flüchtiger Säuren der zweiwertigen Metalle, deren Art und Menge den jeweils erstrebten Eigenschaften .der Ferrite angepaßt sind, zunächst längere Zeit bei et-,va 800° C erhitzt, -abkühlt, naß vermahlt, trocknet und schließlich einige Stunden bei Temperaturen von etwa 1200 bis 1400° C in reinem Sauerstoff glüht. Es ist auch schon versucht worden, eine innigere Durchmischung der Oxyde durch ,gemeinsames Fällen der dreiwertigen Eisen- und der zweiwertigen Metallionen aus gemischten Salzlösungen mit Alkalien zu erreichen, um dadurch die Ausbildung einheitlicher, gut durchkristallisierter Spinelle beim nachträglichen Glühen zu erleichtern. Dieser Weg scheiterte jedoch daran, daß das Alkali aus den voluminösen Niederschlägen nicht genügend auswaschhar ist, so daß Reste davon in die Endprodukte eingehen und deren Eigenschaften verschlechtern.Process for the production of ferrites. and high-frequency technology under the name of ferrites used iron spins, Crystal compounds from iron (III) oxide and suitable oxides of divalent metals, such as in particular nickel and zinc oxide, possibly also copper, cadmium, magnesium, Manganese, lead and cobalt oxides are made by mixing very mixtures pure active iron (III) oxide or oxide hydrate with oxides, hydroxides, carbonates or salts of other volatile acids of the divalent metals, their type and amount The ferrites are adapted to the desired properties, initially longer Time at about 800 ° C, heated, cooled, wet ground, dried and finally Glows in pure oxygen for a few hours at temperatures of around 1200 to 1400 ° C. Attempts have also been made to achieve a more intimate mixing of the oxides through common Precipitation of trivalent iron and divalent metal ions from mixed salt solutions to achieve with alkalis in order to thereby the formation of more uniform, well crystallized To facilitate spinels during subsequent annealing. However, this path failed because the alkali is not sufficiently washed out of the voluminous precipitates is, so that residues thereof go into the end products and deteriorate their properties.
Es wurde nun gefunden, daß man hochwertige Ferrite der erwähnten Art auf technisch besonders vorteilhafte Weise dadurch herstellen kann, daß man eine gemischte wäßrige Lösung von Eisen(II)-salzen und Salzen anderer geeigneter zweiwertiger Metalle mit einer zur vollständigen Ausfällung der Metallionen nicht ausreichenden Menge eines basischen Fällungsmittels, z. B. einer Alkahhydroxyd- oder -carbonatlösung, versetzt, der Mischung eine vorzugsweise grobzerkleinerte Metallegierung, die- -Eisen und die übrigen Metalle nach Art und Menge entsprechend den Metallionen der Ausgangslösung bzw. des Niederschlages enthält, und ein Oxydationsmittel, vorzugsweise Luft oder eine aromatische Nitroverbindung, insbesondere Nitrobenzol, zufügt, den Niederschlag, ein inniges Gemisch von Eisen(III)-oxydhy Brat und den zweiwertigen Metallhydroxyden oder von schon fertigen, feinteiligen, stark gestörten Spinellen, abtrennt, wäscht, trocknet und bei Temperaturen unterhalb 1200° C, insbesondere zwischen etwa 100 und 11.00° C, in Gegenwart von Sauerstoff, vorzugsweise Luft, erhitzt.It has now been found that high-quality ferrites of the type mentioned can produce in a technically particularly advantageous manner that one mixed aqueous solution of ferrous salts and salts of other suitable divalent salts Metals with an insufficient amount for the complete precipitation of the metal ions Amount of a basic precipitant, e.g. B. an alkali hydroxide or carbonate solution, added, the mixture is a preferably coarsely crushed metal alloy, the iron and the other metals according to type and amount according to the metal ions of the starting solution or the precipitate contains, and an oxidizing agent, preferably air or an aromatic nitro compound, in particular nitrobenzene, adds, the precipitate, an intimate mixture of iron (III) oxydhy brat and the divalent metal hydroxides or from already finished, finely divided, severely disturbed spinels, separates, washes, dries and at temperatures below 1200 ° C, in particular between about 100 and 11.00 ° C, in the presence of oxygen, preferably air, heated.
Durch dieses Verfahren gelingt es, innige, praktisch alkalifreie Gemische der verschiedenen Hydroxyde oder schon fertige, feinteilige und stark gestörte Spinelle herzustellen, die sich nach dem Trocknen schon durch eine verhältnismäßig milde thermische Behandlung, so z. B. durch ein etwa 1/2stündiges Glühen bei 800 bis etwa 1100° C, in einheitliche, sehr gut durchkristallisierte Ferrite überführen lassen. Diese vergleichsweise milde thermische Behandlung erlaubt es überdies, das Glühen anstatt in .einer reinen Sauer-. stoffatmo-sphäre in Luft vorzunehmen, ohne daß ein die Eigenschaften der Ferrite schädigender Verlust an Sauerstoff eintritt.This process makes it possible to obtain intimate, practically alkali-free mixtures of the various hydroxides or already finished, finely divided and severely disturbed spinels to produce which, after drying, can be achieved with a relatively mild thermal treatment, e.g. B. by annealing for about 1/2 hour at 800 to about 1100 ° C, can be converted into uniform, very well crystallized ferrites. This comparatively mild thermal treatment also allows annealing instead of in a pure sour. material atmosphere in air without a loss of oxygen which damages the properties of the ferrites occurs.
An zweiwertigen Metallsalzen, die als Ausgangsstoffe für das Verfahren geeignet sind, seien beispielsweise genannt: Eisen(TI)-, Nickel-, Zink-, Kupfer--, Mangan-, Kobalt-, Cadmium- und Magnesiumsulfat, -chlorid oder -nitrat.On divalent metal salts, which are used as starting materials for the process are suitable, for example: iron (TI), nickel, zinc, copper, Manganese, cobalt, cadmium and magnesium sulfate, chloride or nitrate.
Wie bereits erwähnt, sollen die den Reaktionsgemischen zuzusetzenden Legierungen nach Art und Menge ihrer Metallkomponenten dem Metallionengemisch der Lösungen etwa entsprechen. Somit können beispielsweise Eisen-Nickel-, Eisen-Nickel-Zink-oder andere Eisenlegierungen verwendet werden. Gegebenenfalls kann auch der eine oder andere Metallbestandteil nicht in Form einer Eisenlegierungskomponente, sondern als Metall im Gemisch mit Eisen oder einer Eisenlegierung eingesetzt werden, so z. B. ein Gemisch einer Eisen-Nickel-Legierung mit Zink.As already mentioned, the should be added to the reaction mixtures Alloys according to the type and amount of their metal components to the metal ion mixture Solutions roughly correspond. Thus, for example, iron-nickel, iron-nickel-zinc or other iron alloys can be used. If necessary, the one or other metal component not in the form of an iron alloy component but rather be used as a metal in a mixture with iron or an iron alloy, so z. B. a mixture of an iron-nickel alloy with zinc.
Als Oxydationsmittel können außer Sauerstoff bzw. Luft und aromatischen Nitroverbindungen gegebenenfalls -z. B. auch Chlor, Chlorate, Perchlorate, P;rmanganate und Chromate bzw. Bichromate verwendet werden. Beispiel 1 1 1 Eisen (II)-chloridlösung (20°/o Fe C12) und 26,2m1 einer Kobalt(II)-salzlösung (13,43% Co) werden mit 300 ml einer 43,7 Ihigen Natronlauge versetzt. Danach wird eine Mischung von 41 einer 0,5 %-igen Eisen(II)-chlorid- und 3 ml der obigen Kobaltsalzlösung (13,43 1/o Co) rasch zugegeben. Durch Lufteinleiten (3 M3/h) bei 20° C unter Rühren wird der Niederschlag in etwa 2 Stunden oxydiert. Dann werden innerhalb 4 Tagen bei 60° C unter Rühren 200 g einer geraspelten Eiseri-Käbält=Legierung (96,0°% Fe, 3,6% Co) zugegeben, während. 1 m3/h Luft laufend eingeleitet wird. Man erhält ein olivgrünes bis örängefarbenes Oxydhydrat von a- oder, @,-Fe O Ö H-Struktur. -Die Analyse des bei 100°. C getrockneten Produktes zeigt etwa 83% Fe. O., 2,90/0 Co203 und 13;6% Glühverlust.In addition to oxygen, air and aromatic substances can be used as oxidizing agents Nitro compounds optionally -z. B. also chlorine, chlorates, perchlorates, manganates and chromates or bichromates can be used. Example 1 1 1 iron (II) chloride solution (20% Fe C12) and 26.2m1 of a cobalt (II) salt solution (13.43% Co) are mixed with 300 ml of 43.7 Ihigen sodium hydroxide solution were added. After that, a mixture of 41 one 0.5% iron (II) chloride and 3 ml of the above cobalt salt solution (13.43 1 / o Co) quickly admitted. The precipitate is obtained by introducing air (3 m3 / h) at 20 ° C. with stirring oxidized in about 2 hours. then are within 4 days at 60 ° C while stirring 200 g of a rasped Eiseri Käbält = alloy (96.0% Fe, 3.6% Co) added while. 1 m3 / h of air is continuously introduced. An olive-green one is obtained to orange-colored oxide hydrate with a- or, @, - Fe O Ö H structure. -The analysis of the at 100 °. C dried product shows about 83% Fe. O., 2.90 / 0 Co203 and 13; 6% Loss on ignition.
Durch schwaches Erhitzen (250° C) erhält man ein stark ferromagnetisches, kobalthaltiges Spinellgitter von y-Fe. 03.By gently heating (250 ° C) a strongly ferromagnetic, cobalt-containing spinel lattice of y-Fe. 03.
Beispiel 2 150m1 einer 21%igen Eisen(II)-sulfatlösung, in der 19,5 g Ni S 04--- 7 H2 O gelöst sind, werden mit 42 ml einer 19%igen Natronlauge versetzt und dazu 25g einer -Eisen-Nickel-Legierung (-2/iFe und -,1/,Ni) und 100m1 Nitrobenzol gegeben. In dem Maße, wie die Reduktion vonstatten geht, werden weitere 225g Eisen-Nickel-Legierung und 165m1 Nitrobenzol zugegeben. Der anfallende Oxydhydratniederschlag wird in üblicher Weise von Anilin befreit, geschlämmt, gewaschen und bei 100° C getrocknet.Example 2 150m1 of a 21% iron (II) sulfate solution in which 19.5 g Ni S 04 --- 7 H2 O are dissolved, 42 ml of a 19% sodium hydroxide solution are added and 25g of an -iron-nickel alloy (-2 / iFe and -, 1 /, Ni) and 100m1 nitrobenzene given. As the reduction takes place, another 225g of iron-nickel alloy is added and 165 ml of nitrobenzene were added. The resulting oxide hydrate precipitate becomes more common Way freed from aniline, slurried, washed and dried at 100 ° C.
Die Röntgenanalyse des bei -100° C getrockneten Produktes zeigt feinteilige Goethitstruktur mit Gitterstörungen, nach 1/2stündigem Tempern bei 800° C ein feinteiliges Spinellgitter, nach 1/2stündigem Glühen bei 1100° ein vollkommen reines und- grobkristallines Spinellgitter mit klarer a,-a.-Aufspaltung der letzten Linien. Analyse: Fee 0, = 67,9 %, Ni 0 = 29,7 0/0. Beispiel 3 150m1 einer 21%igen Eisen(II)-sulfatlösung, in der 19,5 g Ni S O4 * 7 H2 O und 20,2 g Zn S O4 - 7H2 O gelöst sind, werden mit 42 ml einer 19 %igen Natronlauge, 25g geraspelter Eisen-Nickel-Legierung (-2/,Fe und -1/,Ni), 8 g geraspeltem Zink und 9.00m1 Nitrobenzol versetzt. In dem Maße, wie die Reduktion voranschreitet, werden weitere 200 g Eisen-Nickel-Legierung, 66 g Zink und 165 ml Nitrobenzol zugegeben; gegebenenfalls wird noch mit H2 S 04 schwach sauer gehalten. Nach der Reduktion wird in üblicher Weise das Anilin abgetrennt, der Niederschlag geschlämmt, gewaschen und bei 100° C getrocknet. Das anfallende gelbbraune Produkt zeigt ein außerordentlich feinteiliges und stark gestörtes Spinellgitter mit kleinen Anteilen einer Goethitstruktur. Nach 1/2stündigem Glühen bei 800° C liegt schon ein einheitliches und sehr gut durchkristfiallisiertes Spinellgitter vor. Nach Glühen bei 1100° C ändert sich das Spinellgitter nur noch insofern, als die Teilchengröße weiter anwächst und die bei 800° C gefundenen Linien noch schärfer und weniger breit werden.The X-ray analysis of the product, dried at -100 ° C., shows fine particles Goethite structure with lattice defects, after 1/2 hour tempering at 800 ° C a finely divided Spinel lattice, after 1/2 hour annealing at 1100 ° a completely pure and coarsely crystalline Spinel lattice with clear a, a splitting of the last lines. Analysis: Fee 0, = 67.9%, Ni 0 = 29.7 0/0. Example 3 150m1 of a 21% iron (II) sulfate solution, in which 19.5 g Ni S O4 * 7 H2 O and 20.2 g Zn S O4 - 7H2 O are dissolved, are mixed with 42 ml of a 19% sodium hydroxide solution, 25 g of rasped iron-nickel alloy (-2 /, Fe and -1 /, Ni), 8 g of rasped zinc and 9.00m1 of nitrobenzene are added. In this scale, As the reduction proceeds, another 200 g of iron-nickel alloy, 66 g zinc and 165 ml nitrobenzene added; possibly still weak with H2 S 04 kept pissed off. After the reduction, the aniline is separated off in the usual way, the precipitate slurried, washed and dried at 100.degree. The accruing yellow-brown product shows an extraordinarily fine and severely disturbed spinel lattice with small parts of a goethite structure. After annealing at 800 ° C for 1/2 hour there is already a uniform and very well crystallized spinel lattice before. After annealing at 1100 ° C, the spinel lattice only changes insofar as the particle size continues to grow and the lines found at 800 ° C become even sharper and become less wide.
__ Analyse: Fe. 0, = 45,1%, Ni Q =21,3%, __ Zn0 = 30,8%.__ Analysis: Fe. 0, = 45.1%, Ni Q = 21.3%, __ Zn0 = 30.8%.
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
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DE1646669B1 (en) * | 1966-12-29 | 1971-10-21 | Licencia Talalmanyokat | METHOD OF MANUFACTURING MIXED FERRITES |
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CH254931A (en) * | 1943-07-01 | 1948-05-31 | Philips Nv | Magnetic core and method of making the same. |
FR1053343A (en) * | 1951-04-09 | 1954-02-02 | Bayer Ag | Process for the production of powdery magnetizable oxides |
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1957
- 1957-01-21 DE DEF22181A patent/DE1057003B/en active Pending
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